植物挥发性有机化合物（VOCs）是个体间信息传递的主要载体，可介导许多生态相互作用。植物可以释放VOC以吸引食草动物的天敌或者传播到同一植物到远端以应对食草动物进一步的伤害。此外，更有意思的是，相邻的植物也可能识别这些VOC信号，通过启动自己防御反应来减少可预测的损害。然而，在这种情况下，这种信息共享为发射信号植物提供了适应性益处，因此，食草动物的选择是否会影响这种VOC信号的演变，目前仍不清楚。近期，Current Biology杂志在线发表了来自美国康奈尔大学André Kessler课题组题为“Insect Herbivory Selects for Volatile-Mediated Plant-Plant Communication”的研究论文。该研究揭示了食草动物可以通过诱导空气传播VOCs来推动植物-植物间通讯的进化，并认为植物可以作为理解一般生物体之间信息共享和交流的研究模型系统。
当未受到损伤的植物接受来自受伤的植物（发射植物）的信号而产生信号变化时，会发生植物 -植物间的交流通信。然而让人不解的是，通过获取受伤植物发送的有关食草动物的信息并抢先准备防御措施，使得这些邻近的植物可以在发射信号的植物上获得竞争优势。然而，有两个假设可以解释不同植物个体之间VOC介导的通信的出现，最终有利于信息的发射者。第一，通过将关于食草的信息专门传递给它们自己的亲属或同一植物的克隆之间，发射器可以间接地受益，从而增加其包容性适应性。这种情况应该选择只有亲属可以感知，解密和响应的基因型特异性信号的发射。这应该同时有利于使邻近的非相关植物的获取最小化的信号。因此，在这种亲属选择假设下，食草动物的选择有望有利于亲属之间的私人沟通渠道。第二，在共同利益假设下，如果邻居之间的信息交换促使草食动物远离发射植物或邻近地区，则传播食草动物的风险会使个体发射植物受益，无论其与接收者的相关性如何。在邻近植物中诱导抗性可以促进食草动物的分散并降低食草动物（重新）进入，从而产生对发射体的益处。
到底哪种解释是正确的呢？草食动物又在其中扮演什么角色呢？
在该研究中，研究者在原生栖息地进行了田间试验，将一盆被虫吃过的盆栽植物S. altissima放置在一组具有相同基因型的盆栽接收植物的中心（自我）和不同的基因型（非自我）作为发射植物（如下图）以模拟自然选择条件下反应。研究表明，邻近植物仅对受损亲属植物释放的VOC有强烈反应，而非非亲属基因型。
然而，该研究进一步表明，食草昆虫对植物与邻居交流方式产生了强烈影响。该研究选用了大约一半的植物基因型来自暴露于食草动物环境12年的（H +）的种群，其余来自那些通过杀虫剂喷洒排除食草动物的群体（H-）。研究发现，来自经历昆虫食草选择后的群体H +的植物通过空气传播的信号可以诱导所有邻近植物的抗性（不管基因性是否相同），而来自经历食草动物排除的群体的植物H -仅在相同基因型的邻居中诱导抗性（如下图）。因此，该研究表明昆虫食草可以驱动开放式沟通渠道的进化，植物通过释放诱导性VOC来传播食草动物的存在，任何同类邻居都可以通过诱导抗性来应对，并表明植物可以作为理解一般生物体之间信息共享和交流的研究模型系统。
论文链接：
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)31027-9#
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